Gelombang dan bunyi
Pengertian gelombang, hubungan panjang gelombang, frekuensi, dan cepat rambat, perambatan bunyi, perpaduan gelombang, alasan senar dan pipa menghasilkan nada tertentu, serta spektrum elektromagnetik. Di laboratorium gelombang, kamu dapat melihat tali, pegas, bunyi dalam tabung, tangki riak, dan gelombang stasioner yang digambar dengan rumus yang sama seperti dalam pelajaran.
Tentang kursus ini
Gelombang membawa energi tanpa ikut memindahkan bahannya. Pada tali, satu bagian bergerak naik turun sementara gelombang bergerak ke kanan; gerak bagian tali tegak lurus terhadap arah rambat. Pada pegas, lilitan bergerak searah rambat dan berkumpul membentuk rapatan. Dari gambaran itu, kamu mempelajari panjang gelombang, frekuensi, dan cepat rambat, yang berhubungan melalui v = fλ. Di laboratorium gelombang, gelombang merambat pada tali sepanjang 6 m. Jika f digandakan, panjang gelombang harus menjadi setengah agar cepat rambat tetap sama.
Enam unitnya adalah Apa itu gelombang?; Panjang gelombang, frekuensi, dan cepat rambat; Bunyi; Interferensi dan difraksi; Gelombang stasioner dan alat musik; serta Spektrum elektromagnetik. Bunyi merambat lebih cepat dalam cairan dan padatan daripada di udara karena keduanya jauh lebih sulit dimampatkan. Jika kamu bertepuk di depan tebing dan mendengar gema 2.0 s kemudian, dengan cepat rambat bunyi 343 m/s, kamu bisa menghitung jarak tebing. Headphone peredam bising menangkap bunyi yang datang lalu memainkan gelombang dengan puncak dan lembah yang dibalik. OpenStax 27.3 menjelaskan bahwa percobaan celah ganda Young pada 1801 membuat sifat gelombang cahaya diterima. Di laboratorium, kamu melihat tali, pegas, bunyi dalam tabung, tangki riak, dan gelombang stasioner yang digambar dengan rumus yang sama seperti dalam pelajaran.
Pada unit terakhir, kamu melihat angka-angka pada spektrum. Oven microwave bekerja pada 2.45 GHz, sehingga panjang gelombangnya sekitar 12 cm. Cahaya laser merah pada 633 nm memiliki panjang gelombang sekitar 190 000 kali lebih pendek. Frekuensi yang lebih tinggi berarti energi per foton lebih besar, tetapi daya tembus bergantung pada bahan dan panjang gelombang. Sinar-X dapat menembus jaringan lunak, sedangkan UV yang diserap kulit dapat merusaknya.
Sebelum mulai
Sebagian besar kursus ini bertumpu pada satu hubungan: kelajuan sama dengan frekuensi kali panjang gelombang. Kalau kamu bisa menata ulang rumus sederhana, seperti dilatih di Persamaan linear, kamu siap. Unit terakhir memakai pangkat sepuluh untuk gelombang radio dan cahaya, jadi notasi ilmiah layak diulang sekilas.
Setelah selesai
Kamu akan bisa mencari amplitudo, periode, dan cepat rambat gelombang dari sketsa, memperkirakan seberapa jauh petir menyambar dari selang waktu sebelum guruh, dan menjelaskan mengapa astronaut tidak bisa mendengar teriakan di luar angkasa. Kamu juga bisa memprediksi apa yang terjadi ketika puncak bertemu lembah, menghitung panjang gelombang sinyal FM 100 MHz, dan mengatakan mengapa pipa atau dawai berdering pada nada tertentu.
- 1Apa itu gelombang?Jauh dari pantai, seekor camar naik turun setiap kali gelombang lewat, tetapi tidak ikut terbawa gelombang.
- 2Panjang gelombang, frekuensi, dan cepat rambatPuncak-puncak gelombang laut yang berjarak 10 m dan mengangkat camar sekali setiap 5 s merambat dengan kecepatan 2 m/s.
- 3BunyiBunyi menempuh sekitar 343 meter setiap detik di udara pada 20 °C. Jadi, jika guntur terdengar 3 detik setelah kilatan petir, sambaran itu terjadi sekitar 1 km dari tempatmu.
- 4Interferensi dan difraksiHeadphone peredam bising menghasilkan bunyi kedua yang berlawanan tepat dengan bising, sehingga perpaduan keduanya hampir hening.
- 5Gelombang stasioner dan alat musikTabung yang tertutup di satu ujung dan panjangnya 67.2 cm menghasilkan bunyi 128 Hz pada suhu 22 °C, sedikit lebih rendah daripada nada C di bawah C tengah (130.8 Hz).
- 6Spektrum elektromagnetikOven gelombang mikro bekerja pada 2.45 GHz, sehingga panjang gelombangnya sekitar 12 cm. Cahaya laser merah memiliki panjang gelombang 633 nm, sekitar 190 000 kali lebih pendek.
Sumber kursus ini (11)
- OpenStax College Physics 2e (openstax.org/books/college-physics-2e): 16.9 Waves (disturbance that propagates, gull example λ 10.0 m, T 5.00 s, v = 2.00 m/s, transverse and longitudinal, amplitude independent of speed)
- 16.10 Superposition and Interference (constructive, destructive, standing waves, f1 = v/2L, beats fB = |f1 − f2|, 256 Hz fork with 2 beats -> 254 or 258 Hz)
- 17.2 Speed of Sound (Table 17.1: air 331 m/s at 0 °C, helium 965, fresh water 1480, sea water 1540, steel 5960, vulcanized rubber 54; v = 331 m/s × √(T/273 K); 343 m/s at 20 °C; audible range 20 to 20 000 Hz; P-waves 4 to 7 km/s, S-waves 2 to 5 km/s; Oldham and Lehmann)
- 17.3 Sound Intensity (I0 = 10⁻¹² W/m², Table 17.2, factor 10 = 10 dB, factor 2 = 3 dB, 85 dB for 8 h footnote, bel named for Bell)
- 17.5 Sound Interference and Resonance (noise-cancelling headphones 30 dB or more, closed tube λ = 4L and f_n = n v/4L with n odd, open tube f_n = n v/2L, 128 Hz tube at 22 °C = 0.672 m, ninth harmonic 1.15 kHz, trumpet vs clarinet overtones)
- 24.1 (Maxwell; Hertz from 1887)
- 24.3 The Electromagnetic Spectrum (c = fλ, Table 24.1, three rules of thumb, AM 540 to 1600 kHz, FM 88 to 108 MHz, microwave oven 2.45 GHz, visible 400 to 750 nm, UV 400 to about 10 nm, UV-A 320 to 400, UV-B 290 to 320, UV-C 220 to 290 nm, 99% of surface UV is UV-A, X-rays below 0.01 nm)
- 27.3 Young's Double Slit (1801, d sin θ = mλ, 0.0100 mm and 633 nm example)
- NASA science.nasa.gov/ems (Introduction, Visible Light: 380 to 700 nm; atmospheric windows)
- NIST, c = 299 792 458 m/s exact (nist.gov/si-redefinition/meter)
- ISO 16:1975 (A = 440 Hz, iso.org/standard/3601.html).
Diperiksa: 2026-10-17